[go: up one dir, main page]

RU2450037C1 - Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition - Google Patents

Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition Download PDF

Info

Publication number
RU2450037C1
RU2450037C1 RU2010141513/05A RU2010141513A RU2450037C1 RU 2450037 C1 RU2450037 C1 RU 2450037C1 RU 2010141513/05 A RU2010141513/05 A RU 2010141513/05A RU 2010141513 A RU2010141513 A RU 2010141513A RU 2450037 C1 RU2450037 C1 RU 2450037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
weight
parts
wood flour
polyvinyl chloride
pvc
Prior art date
Application number
RU2010141513/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айрат Ильдарович Бурнашев (RU)
Айрат Ильдарович Бурнашев
Ляйля Абдулловна Абдрахманова (RU)
Ляйля Абдулловна Абдрахманова
Рашит Курбангалиевич Низамов (RU)
Рашит Курбангалиевич Низамов
Ирина Владимировна Колесникова (RU)
Ирина Владимировна Колесникова
Вадим Григорьевич Хозин (RU)
Вадим Григорьевич Хозин
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ)
Priority to RU2010141513/05A priority Critical patent/RU2450037C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450037C1 publication Critical patent/RU2450037C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: rigid polyvinyl chloride (PVC) based wood-polymer composition contains a complex stabiliser, an impact strength modifier, wood flour and silicon sol as a binding agent, with the following ratio of components, pts.wt: polyvinyl chloride 100, impact strength modifier 4.8-9, complex heat stabiliser 4.5-7, wood flour 10-160, silicon sol 2-4.
EFFECT: obtaining highly filled rigid PVC compositions based on dispersed wood flour while preserving processing and operational characteristics.
1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии жестких поливинилхлоридных композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки, модифицированной кремнезолем, для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.The invention relates to the technology of rigid polyvinyl chloride compositions using silica-modified wood flour as an organic filler for the manufacture of highly filled wood-polymer materials.

Известна композиция на основе термопластичного связующего (полипропилена, полиэтилена низкой и высокой плотностей, поливинилхлорида и полистирола) и древесных частиц (Патент SU N1666306, кл. В27N 3/02, 1991 г.).A known composition based on a thermoplastic binder (polypropylene, low and high density polyethylene, polyvinyl chloride and polystyrene) and wood particles (Patent SU N1666306, CL B27N 3/02, 1991).

К недостаткам композиции следует отнести низкие значения физико-механических характеристик получаемых материалов при снижении содержания полимерного связующего.The disadvantages of the composition include low values of the physico-mechanical characteristics of the resulting materials while reducing the content of the polymer binder.

Известна высоконаполненная композиция на основе жесткого ПВХ и модифицированного полиорганосилоксаном мела (до 100 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ) (Марков А.В. Модифицирование наполненных жестких ПВХ-композиций полиорганосилоксаном. - Пластические массы, 2009, №6, с.36-39).Known highly filled composition based on hard PVC and modified with polyorganosiloxane chalk (up to 100 parts by weight of filler per 100 parts by weight of PVC) (Markov A.V. Modification of filled rigid PVC compositions with polyorganosiloxane. - Plastic masses, 2009, No. 6, p. 36-39).

Недостатком композиции является то, что использование наполнителя в количестве более 50 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ приводит к значительному ухудшению технологических и эксплуатационных характеристик материала.The disadvantage of the composition is that the use of filler in an amount of more than 50 parts by weight per 100 parts by weight PVC leads to a significant deterioration in the technological and operational characteristics of the material.

Известна композиция на основе жесткого ПВХ, натурального целлюлозного волокна и компатибилизатора (Патент США №2008/0261019 А1. Опубл. 23.10.2008).A known composition based on hard PVC, natural cellulose fiber and compatibilizer (US Patent No. 2008/0261019 A1. Publ. 23.10.2008).

Однако применяемый компатибилизатор очень сложен по химическому составу и технологии приготовления, что ограничивает области его применения.However, the used compatibilizer is very complicated in terms of chemical composition and preparation technology, which limits its scope.

Известна композиция на основе жесткого ПВХ, древесной муки, природного полимерного хитина и его производного хитозана в качестве связующих агентов (Патент США №7446138 В2. Опубл. 21.03.2006). Дозировка связующего агента проводилась относительно массы древесной муки и составляла 2.5-10 мас.% хитина и 0.5-2.5 мас.% хитозана. К основным недостаткам композиции можно отнести относительно невысокое содержание органического наполнителя (не более 120 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ). Отмечается, что при увеличении количества древесной муки существенно падает прочность и возрастает водопоглощение получаемых образцов.A known composition based on hard PVC, wood flour, natural polymer chitin and its derivative chitosan as binding agents (US Patent No. 7446138 B2. Publ. March 21, 2006). The dosage of the binding agent was carried out relative to the mass of wood flour and amounted to 2.5-10 wt.% Chitin and 0.5-2.5 wt.% Chitosan. The main disadvantages of the composition include the relatively low content of organic filler (not more than 120 parts by weight of filler per 100 parts by weight of PVC). It is noted that with an increase in the amount of wood flour, the strength significantly decreases and the water absorption of the resulting samples increases.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления жестких ПВХ-композиций на основе древесной сосновой муки (Yanjun Xu. Creep behavior of natural fiber reinforced polymer composites: a Dissertation for the degree of Doctor of philosophy: in School of Renewable Natural Recources / Yanjun Xu. - Loui-sia State, 2009. - p.9). Максимальная степень наполнения древесной мукой равнялась 30 мас.% или (40 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ). В качестве связующего агента использовался СЭБС (стиролэтиленбутилстирол), который вводили в количестве от 0 до 5 мас.%. Образцы готовились прессованием при 190°С.The closest in technical essence is a method of manufacturing hard PVC compositions based on wood pine flour (Yanjun Xu. Creep behavior of natural fiber reinforced polymer composites: a Dissertation for the degree of Doctor of philosophy: in School of Renewable Natural Recources / Yanjun Xu. - Loui-sia State, 2009 .-- p. 9). The maximum degree of filling with wood flour was 30 wt.% Or (40 parts by weight per 100 parts by weight of PVC). As a binding agent was used SEBS (styrene ethylene butyl styrene), which was introduced in an amount of from 0 to 5 wt.%. Samples were prepared by compression at 190 ° C.

К основным недостаткам композиции можно отнести относительно невысокое содержание органического наполнителя (не более 30 мас.% наполнителя) и увеличение горючести при введении органического связующего агента.The main disadvantages of the composition include a relatively low content of organic filler (not more than 30 wt.% Filler) and an increase in combustibility with the introduction of an organic binding agent.

Проведенный анализ техники и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».The analysis of the technique and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention made it possible to establish that no analogues were found that are characterized by signs that are identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Задачей изобретения является получение высоконаполненных (содержание органического наполнителя более 50 мас.%) жестких ПВХ-композиций на основе дисперсной древесной муки с сохранением технологических и эксплуатационных характеристик.The objective of the invention is to obtain highly filled (organic filler content of more than 50 wt.%) Hard PVC compositions based on particulate wood flour while maintaining technological and operational characteristics.

Результат достигается тем, что древесно-полимерная композиция на основе жесткого ПВХ, содержащая комплексный стабилизатор, модификатор ударной прочности, связующий агент и древесную муку, согласно изобретению содержит в качестве связующего агента кремнезоль при следующем соотношении ингридиентов, мас.ч.:The result is achieved in that the wood-polymer composition based on hard PVC, containing a complex stabilizer, impact modifier, a binder and wood flour, according to the invention contains silica as a binder in the following ratio of ingredients, parts by weight:

ПоливинилхлоридPolyvinyl chloride 100one hundred Модификатор ударной прочностиImpact Modifier 4,8-94.8-9 Комплексный термостабилизаторIntegrated Thermostabilizer 4,5-74,5-7 КремнезольSilica sol 2-42-4 Древесная мукаWood flour 10-16010-160

Компоненты удовлетворяют следующим требованиям:Components satisfy the following requirements:

Поливинилхлорид суспензионный марки С7058М (ГОСТ 14332-78)Suspension polyvinyl chloride grade C7058M (GOST 14332-78)

Комплексный стабилизатор, например Interstab (сертификат №99-00244)Integrated stabilizer, for example Interstab (certificate No. 99-00244)

Модификатор ударной прочности, например FM-22Impact modifier, e.g. FM-22

Древесная мука марки 180 (ГОСТ 16361-87)Wood flour brand 180 (GOST 16361-87)

Кремнезоль представляет собой бесцветный или слабоокрашенный коллоидный раствор силиката натрия, стабилизированный натрием. Плотность кремнезоля равна 1,2 г/см3, концентрация диоксида кремния равна 330-340 г/л, концентрация оксида натрия 3,4 г/л, рН=10,3.Silica sol is a colorless or slightly colored colloidal solution of sodium silicate stabilized with sodium. The density of silica sol is 1.2 g / cm 3 , the concentration of silicon dioxide is 330-340 g / l, the concentration of sodium oxide 3.4 g / l, pH = 10.3.

Для исследований ПВХ-композиций были получены образцы в виде пленок. Модифицированная кремнезолем древесная мука добавлялась в ПВХ-композицию. Пленочные образцы готовились методом термопластикации на лабораторных вальцах с фрикцией 1:1,25 при температуре валков 140-160°С в течение 5-6 мин в зависимости от состава композиции. Вальцевание проводилось при толщине зазора между валками 8-13 мкм.For studies of PVC compositions, samples were obtained in the form of films. Silica-modified wood flour was added to the PVC composition. Film samples were prepared by thermoplastication on laboratory rollers with a 1: 1.25 friction at a roll temperature of 140-160 ° C for 5-6 minutes, depending on the composition. Rolling was carried out with a thickness of the gap between the rolls of 8-13 microns.

Свойства композиций с разной степенью наполнения представлены в таблице.The properties of compositions with different degrees of filling are presented in the table.

Сравнительные характеристики ПВХ-композиций, наполненных исходной и модифицированной кремнезолем древесной мукойComparative characteristics of PVC compositions filled with initial and modified silica sol wood flour Наполнитель (на 100 мас.ч. ПВХ)Filler (per 100 parts by weight of PVC) ПоказательIndicator Прочность, МПаStrength, MPa Показатель текучести расплава (ПТР), г/10 минMelt Flow Index (MFI), g / 10 min Термостабильность, минThermostability, min Без древесной муки (контрольный)No wood flour (control) 3232 0,310.31 7272 Исходная древесная мука:Original wood flour: 40 мас.ч.40 parts by weight 3232 0,10.1 8080 60 мас.ч. или 35 мас.% (макс.)60 parts by weight or 35 wt.% (max.) 2222 00 8282 Модифицированная кремнезолем древесная мука:Silica-modified wood flour: 2 мас.ч. кремнезоля2 parts by weight silica sol 40 мас.ч.40 parts by weight 3434 0,250.25 8484 50 мас.ч. или 30 мас.%.50 parts by weight or 30 wt.%. 3434 0,250.25 8585 60 мас.ч.60 parts by weight 3434 0,220.22 8989 80 мас.ч.80 parts by weight 3333 0,150.15 9595 120 мас.ч.120 parts by weight 2929th 00 101101 160 мас.ч. или 60 мас.% (макс.)160 parts by weight or 60 wt.% (max.) 2626 00 104104 3 мас.ч. кремнезоля3 parts by weight silica sol 40 мас.ч.40 parts by weight 3535 0,300.30 8787 50 мас.ч. или 30 мас.%50 parts by weight or 30 wt.% 3535 0,300.30 8888 60 мас.ч.60 parts by weight 3535 0,270.27 9292 80 мас.ч.80 parts by weight 3434 0,180.18 9898 120 мас.ч.120 parts by weight 30thirty 00 104104 160 мас.ч. или 60 мас.% (макс.)160 parts by weight or 60 wt.% (max.) 2727 00 108108 4 мас.ч. кремнезоля4 parts by weight silica sol 40 мас.ч.40 parts by weight 3636 0,270.27 9191 50 мас.ч. или 30 мас.%50 parts by weight or 30 wt.% 3636 0,270.27 9393 60 мас.ч.60 parts by weight 3636 0,250.25 9797 80 мас.ч.80 parts by weight 3535 0,160.16 103103 120 мас.ч.120 parts by weight 3131 00 109109 160 мас.ч. или 60 мас.% (макс.)160 parts by weight or 60 wt.% (max.) 2828 00 113113 Прототип:Prototype: нет данныхthere is no data нет данныхthere is no data 30 мас.% + 0% СЭБС30 wt.% + 0% SEBS 2727 30 мас.% + 2,5% СЭБС30 wt.% + 2.5% SEBS 2929th 30 мас.% + 5% СЭБС30 wt.% + 5% SEBS 2525

Степень наполнения предложенных жестких ПВХ-композиций по сравнению с прототипом удалось увеличить в 2 раза (с 30 до 60 мас.% древесной муки).The degree of filling of the proposed hard PVC compositions in comparison with the prototype was able to increase by 2 times (from 30 to 60 wt.% Wood flour).

Сохраняются показатели прочности даже при высоких степенях наполнения (до 60 мас.% на 100 мас.ч. ПВХ) и уменьшается горючесть при введении в состав ПВХ-композиций неорганического связующего агента.Strength indicators are maintained even at high degrees of filling (up to 60 wt.% Per 100 parts by weight of PVC) and combustibility decreases when an inorganic binder is added to the composition of PVC compositions.

Повышение показателя текучести расплава на 50 мас.ч. древесной муки связано, по-видимому, с достижением оптимальной концентрации кремнезоля и лигнина, выступающего в качестве пластификатора. Дальнейшее увеличение вязкости закономерно при увеличении количества наполнителя.An increase in melt flow rate by 50 parts by weight wood flour is apparently associated with the achievement of the optimal concentration of silica sol and lignin, which acts as a plasticizer. A further increase in viscosity is natural with an increase in the amount of filler.

Claims (1)

Древесно-полимерная композиция на основе жесткого поливинилхлорида - ПВХ, содержащая комплексный стабилизатор, модификатор ударной прочности и древесную муку, отличающаяся тем, что содержит в качестве связующего агента кремнезоль, мас.ч.:
Поливинилхлорид 100 Модификатор ударной прочности 4,8-9 Комплексный термостабилизатор 4,5-7 Кремнезоль 2-4 Древесная мука 10-160
A wood-polymer composition based on hard polyvinyl chloride - PVC, containing a complex stabilizer, impact modifier and wood flour, characterized in that it contains silica as a binding agent, parts by weight:
Polyvinyl chloride one hundred Impact Modifier 4.8-9 Integrated Thermostabilizer 4,5-7 Silica sol 2-4 Wood flour 10-160
RU2010141513/05A 2010-10-08 2010-10-08 Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition RU2450037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141513/05A RU2450037C1 (en) 2010-10-08 2010-10-08 Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010141513/05A RU2450037C1 (en) 2010-10-08 2010-10-08 Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2450037C1 true RU2450037C1 (en) 2012-05-10

Family

ID=46312262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010141513/05A RU2450037C1 (en) 2010-10-08 2010-10-08 Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450037C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103265769A (en) * 2013-05-16 2013-08-28 宜昌盼盼木制品有限责任公司 Wood-plastic indoor product PVC (polyvinyl chloride) co-extruding lamination material and PVC co-extruding coating technology
RU2758304C1 (en) * 2020-11-23 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for obtaining wood-polymer composition based on rigid polyvinyl chloride

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1705317A1 (en) * 1989-10-17 1992-01-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Wood-polymer composition processed by extrusion
RU2081135C1 (en) * 1995-07-12 1997-06-10 Акционерное общество закрытого типа - Международный научно-технологический центр супернаполненных материалов "Поликомэтт" Environmentally appropriate wood-filled plastic and method of preparation thereof
RU2132347C1 (en) * 1997-10-17 1999-06-27 Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" Wood-polymeric composition and method of preparation thereof
EP1428641A2 (en) * 1992-08-31 2004-06-16 Anderson Corporation Polymer wood composite
US7446138B2 (en) * 2005-04-29 2008-11-04 Board Of Trustees Of Michigan State University Wood particle filled polyvinyl chloride composites and their foams

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1705317A1 (en) * 1989-10-17 1992-01-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Wood-polymer composition processed by extrusion
EP1428641A2 (en) * 1992-08-31 2004-06-16 Anderson Corporation Polymer wood composite
RU2081135C1 (en) * 1995-07-12 1997-06-10 Акционерное общество закрытого типа - Международный научно-технологический центр супернаполненных материалов "Поликомэтт" Environmentally appropriate wood-filled plastic and method of preparation thereof
RU2132347C1 (en) * 1997-10-17 1999-06-27 Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" Wood-polymeric composition and method of preparation thereof
US7446138B2 (en) * 2005-04-29 2008-11-04 Board Of Trustees Of Michigan State University Wood particle filled polyvinyl chloride composites and their foams

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103265769A (en) * 2013-05-16 2013-08-28 宜昌盼盼木制品有限责任公司 Wood-plastic indoor product PVC (polyvinyl chloride) co-extruding lamination material and PVC co-extruding coating technology
CN103265769B (en) * 2013-05-16 2015-10-28 宜昌盼盼木制品有限责任公司 A kind of wood moulds interior articles PVC coextruding composite material and PVC co-extrusion cladding process
RU2758304C1 (en) * 2020-11-23 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Method for obtaining wood-polymer composition based on rigid polyvinyl chloride

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111433275B (en) Composition, polymer composite article formed therewith, and method of making the same
Martins et al. Biocomposite films based on κ-carrageenan/locust bean gum blends and clays: physical and antimicrobial properties
WO2011088060A3 (en) Paper-like film and process for making it
RU2465292C1 (en) Method of producing rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition
RU2450037C1 (en) Rigid polyvinyl chloride-based wood-polymer composition
CN108440815A (en) A kind of packaging bag antibacterial PE films and preparation method thereof
TR201907288T4 (en) Fillers for foamed rigid polymer products.
JP2018104647A (en) Saponified pellet of ethylene-vinyl ester copolymer and method for producing the same
Jiang et al. The effects of surface modification of ground calcium carbonate powdery fillers on the properties of PVC
JP2010526898A5 (en)
Antony et al. Sustainable green packaging based on nanocellulose composites-present and future
WO2009057131A3 (en) Polyolefin composition having high melt strength
CN106947139A (en) A kind of antistatic film and preparation method thereof
EP3227371B1 (en) Filled polycarbonate compositions with improved flowability and high stiffness
JP2015199953A (en) Polycarbonate resin composition and molded article comprising the same
Wei et al. Antioxidation efficiency and reinforcement performance of precipitated-silica-based immobile antioxidants obtained by a sol method in natural rubber composites
RU2527468C1 (en) Method of producing highly filled polyvinyl chloride-based wood-polymer composition
CN109498946A (en) PVC modified material for high-transparency medical mask and pipe and preparation method thereof
Molajavadi et al. Water assisted exfoliation of PA6/clay nanocomposites using a twin screw extruder: Effect of water contact time
RU2540406C2 (en) Polyethylene composition
RU2758304C1 (en) Method for obtaining wood-polymer composition based on rigid polyvinyl chloride
RU2580699C1 (en) Polymer composition
EP1954750A1 (en) Foamable composition for production of foamed plastics
RU2487147C1 (en) Method of producing polyvinyl chloride based polymer nanocomposition
Ahmad et al. Mechanical properties of unplasticised PVC (PVC-U) containing rice husk and an impact modifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141009